超濾膜組件使用說明書超濾、微濾技術(shù)介紹2.1濾膜定義膜是一種采用物理方法的高效過濾單元，指在一種流體相內(nèi)或是在兩種流體相之間有一層薄的凝聚相，它把流體相分割為互不相通的兩部分，并能使這兩部分之間產(chǎn)生傳質(zhì)作用。2.2超濾、微濾分離特性1） 分離過程不發(fā)生相變化，能耗低。2） 分離過程是在流體壓力差的作用下，利用膜對(duì)被分離組分的尺寸選擇性，將膜孔能截留的微粒及大分子溶質(zhì)截留，而使膜孔不能截留的粒子或小分子溶質(zhì)透過膜。3） 分離過程可以在常溫下進(jìn)行。4） 應(yīng)用范圍廣，采用系列化不同截留分子量的膜，能將不同分子量溶質(zhì)的混合液中各組分實(shí)行分子量分級(jí)。2.3超濾、微濾及常規(guī)過濾的優(yōu)點(diǎn)超濾膜能夠去除水中能夠找到的任何最為細(xì)小的顆粒物，超濾顆粒的截留范圍一般可達(dá)到0.001?0.01pm，微濾的顆粒截留范圍比超濾高出1?2個(gè)數(shù)量級(jí)，^般為0.1~0.2pm。由于超濾具有深層過濾能力，所以在一定程度上能夠去除病毒。微濾也是細(xì)菌和隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲等原生寄生蟲的絕對(duì)屏障，因此也用于市政飲用水處理。超濾與微濾的分離機(jī)理與顆粒、纖維介質(zhì)過濾器等傳統(tǒng)過濾方式不同。介質(zhì)過濾依靠重力去除原理，它們的標(biāo)稱過濾孔徑比要捕集的顆粒大。超濾與微濾膜的過濾原理為機(jī)械篩分過濾。膜表面孔徑高度規(guī)整一致，孔徑分布非常窄。大于孔徑的顆粒被膜表面排斥通過，留在料液或濃縮液一側(cè)。流體介質(zhì)本身及小于膜孔徑的顆粒會(huì)透過膜到達(dá)濾液一側(cè)。2.4影響超濾性能的因素膜技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)突出問題是膜表面節(jié)流沉積的污染物造成膜通量的衰減。這是一個(gè)關(guān)系到膜分離技術(shù)是否能成功應(yīng)用的關(guān)鍵問題。1、 解決這一問題要從三方面入手：合理的膜前預(yù)處理；?選擇耐污染的膜材料；?有一套能保持膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的裝置和運(yùn)行工藝。2、 膜材料的選擇：?膜材質(zhì)（是否容易吸附顆粒）?表面荷電性質(zhì)表面粗糙度（具有雙重影響）?親疏水性（親水性膜受污染物吸附的影響較小）孔徑（孔徑大，通量大但容易被堵塞）3、 PVDF優(yōu)勢(shì)：?由于氟原子電負(fù)性大，原子半徑小，C-F鍵短，鍵能高達(dá)500KJ/mo1，聚合物具有一定的結(jié)品性，在性質(zhì)上的突出表現(xiàn)是高熱穩(wěn)定性，熔點(diǎn)170°C，它的熱分解溫度316C以上，連續(xù)暴露在150C以下兩年內(nèi)不分解。?由于氟原子對(duì)稱分布，整個(gè)分子呈非極性，表面能很低，僅為25mN/m。?通常太陽能中對(duì)有機(jī)物起破壞作用的是可見紫外光部分，即波長(zhǎng)處于700?200nm之間的光子，而C-F鏈能接近220nm光子所具有的能量，由于太陽光中能量大于220nm的光子所占比例極微，所以氟材料耐光性好。?由于碳鏈四周被一系列性質(zhì)穩(wěn)定的氟原子包圍，使其具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在室溫下不被酸、堿和強(qiáng)氧化劑或鹵素所腐蝕。PVDF可以溶于強(qiáng)極性溶劑中且有很好的可紡性，因此它可以用來紡制中空纖維膜。聚偏氟乙烯（PVDF）由于它耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性和良好的物理機(jī)械性能，聚偏氟乙烯膜形成了一類性能優(yōu)異的分離膜。2.5膜絲微觀結(jié)構(gòu)和孔徑1） 超濾膜采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，即由致密的皮層和多孔的支撐層構(gòu)成，通常支撐層的孔徑要比皮層高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。不對(duì)稱結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：?致密的皮層提高了過濾精度?多孔的支撐層降低了過濾的阻力，并且使得穿過皮層的微小雜質(zhì)被截留的幾率降低到最小。2） 超/微濾膜的孔徑超/微濾膜的孔徑有很多種測(cè)定和表征方法。其中泡點(diǎn)法是實(shí)施最為簡(jiǎn)便的一種。泡點(diǎn)理論基礎(chǔ)是毛細(xì)現(xiàn)象。有如下的定量公式：P=48cos0/D式中P就是泡點(diǎn)壓力。把膜浸入到水中，逐漸增加到膜的一側(cè)的氣壓，當(dāng)觀察到氣泡連續(xù)從膜的另一側(cè)逸出，此時(shí)的氣壓就是泡點(diǎn)壓力。8是水/空氣的表面張力；。是水/膜的接觸角；D是毛細(xì)管的直徑（孔徑）。泡點(diǎn)測(cè)定方法測(cè)得的實(shí)際是膜上的最大孔徑。?膜孔徑，即毛細(xì)管直徑D越小，泡點(diǎn)壓力越高。在超/微濾膜的一側(cè)為水，另一側(cè)通入壓縮空氣。可以通過觀察氣體側(cè)壓力下降的速率，或者觀察液體側(cè)是否出現(xiàn)連續(xù)氣泡，來判斷膜的完整性。2.6超/微濾組件的運(yùn)行方式超/微濾的運(yùn)行有全流過濾（死端過濾）和錯(cuò)流過濾兩種模式。全流過濾時(shí)，進(jìn)水全部透過表面成為產(chǎn)水；而錯(cuò)流過濾時(shí)，部分進(jìn)水透過膜表面成為產(chǎn)水，另一部分則夾帶雜質(zhì)排出成為濃水。全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運(yùn)行成本更低；而錯(cuò)流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。具體的操作形式宜根據(jù)水中的懸浮物含量來確定。2.7超濾技術(shù)術(shù)語1） 膜表面有一定物理或化學(xué)特性的薄的屏障物，它使相鄰兩個(gè)流體相之間構(gòu)成了不連續(xù)區(qū)間并影響流體中各組分的透過速度。2） 中空纖維膜外形為纖維狀、空心的具有自支撐作用的膜。3） 非對(duì)稱膜膜孔結(jié)構(gòu)隨孔深度而變化的膜。4） 原水指未經(jīng)過處理的地下水、地表水和海水，在膜法水處理中也包括城市自來水。5） 產(chǎn)品水正常工作時(shí)透過濾膜的那部分水。6） 通量單位時(shí)間單位膜面積透過組分的量。7） 產(chǎn)水量在規(guī)定的運(yùn)行條件下，膜元件、組件或裝置單位時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)水的量。8） 濃縮水除鹽或分離過程中的濃縮液。9） 跨膜壓差產(chǎn)水側(cè)和原水進(jìn)出口壓力平均值差異，即膜兩側(cè)平均壓力差。TMP=（進(jìn)水壓力+濃水壓力）/2-產(chǎn)水壓力10） 膜污染膜污染是指料液中的微粒、膠體粒子、溶質(zhì)分子或細(xì)菌由于與膜之間存在物理化學(xué)作用而在膜表面及膜孔中沉積或滋生使膜孔堵塞或變小，導(dǎo)致過膜阻力增大，膜的透過通量下降的現(xiàn)象。廣義的膜污染不僅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染（不可逆污染）,而且包括由于可逆的濃差極化導(dǎo)致凝膠層的形成（可逆污染），二者共同造成運(yùn)行過程中膜通量的衰減。影響膜污染的因素很多，比如溶質(zhì)大小、菌類的滋生、膜結(jié)構(gòu)、膜的物理特性、膜-溶質(zhì)-溶劑之間的相互作用（包括靜電作用力、范德華力、溶劑化作用、空間立體作用）。11） 反洗與過濾過程的水流方向相反，從中空纖維膜絲的產(chǎn)水側(cè)把等于或優(yōu)于透過液質(zhì)量的水輸向進(jìn)水側(cè)。因?yàn)樗粡姆捶较蛲高^中空纖維膜絲，從而松懈并沖走了膜外表面在過濾過程中形成的污物。12） 氣、水反洗讓無油壓縮空氣通過中空纖維膜絲的進(jìn)水側(cè)表面，超濾產(chǎn)水作為進(jìn)水從膜絲內(nèi)部壓出，通過壓縮空氣與水的混合震蕩作用，沖走膜外表面在過濾過程中形成的污物。13） 化學(xué)增強(qiáng)反洗在中空纖維膜膜絲內(nèi)側(cè)加入具有一定濃度特殊效果的化學(xué)藥劑，通過浸泡、反洗等方式，去除過濾過程中在膜絲表面和內(nèi)部形成的污染物。14） 回收率產(chǎn)水量與給水總量之百分比。中空纖維超濾膜組件3.1壓力式中空纖維膜組件的主要用途?自來水的凈化處理，分質(zhì)供水系統(tǒng)，直飲水系統(tǒng)；地下水、地表水、井水的除濁，除菌處理；?取代混凝沉淀沙濾等常規(guī)處理；?大型反滲透膜裝置的前處理；食品、生物、醫(yī)藥工業(yè)用水的除濁，除菌，凈化；?廢水的回用（廢水，工程排水，油田水等）；?海水淡化工程的預(yù)處理。超濾膜組件的典型操作4.1超濾膜組件的操作程序1、超濾膜組件的操作程序一般情況下超濾膜連續(xù)工作時(shí)有六種狀態(tài)：產(chǎn)水，汽水反洗，排污，化學(xué)清洗（包括維護(hù)性清洗）、正沖和完整性檢測(cè)。清洗包括正沖、汽水反洗、維護(hù)性清洗和恢復(fù)性清洗幾個(gè)程序，這些程序的選用及組合由水質(zhì)、操作條件的不同來選擇。1） 正沖：方向由A向B，此種操作通過使膜表面產(chǎn)生切向加速度來沖刷膜污染的沉積物，以增加反洗的效果，使通量完全恢復(fù)。2） 反洗：水流方向與產(chǎn)水方向相反，此操作是中空纖維膜組件特有的操作方式，可以有效地減小污染。為避免在產(chǎn)水側(cè)對(duì)膜產(chǎn)生污染和雜質(zhì)對(duì)膜孔堵塞，一般采用超濾產(chǎn)水作為反洗水，或除顆粒的純凈水為反洗水，要考慮到不要給后續(xù)的操作帶來影響。3） 維護(hù)性清洗：水流方向和產(chǎn)水方向相同，化學(xué)反洗頻率為每天1次或2天一次，化學(xué)藥劑可根據(jù)不同的情況選用，其目的是為了防止細(xì)菌的生長(zhǎng)和污染物的過快累積。4） 恢復(fù)性清洗：恢復(fù)性清洗采用正沖化學(xué)清洗藥劑循環(huán)回清洗水箱的方式進(jìn)行，所選用的化學(xué)藥劑要根據(jù)污染物的種類進(jìn)行選擇4.2膜組件的完整性檢測(cè)1.汽泡觀察發(fā)法在膜組件中充滿自來水，使膜完全浸潤，讓膜絲中所有的孔都充滿水。關(guān)閉濃水閥門，在組件進(jìn)水側(cè)緩慢通入無油壓縮空氣，逐漸提高壓力。同時(shí)通過產(chǎn)水側(cè)觀察是否有氣泡連續(xù)冒出。當(dāng)產(chǎn)水側(cè)有氣泡溢出時(shí)，所對(duì)應(yīng)的空氣壓力值就是該組件的泡點(diǎn)壓力。將通入空氣的壓力從0bar逐漸提高到1bar。如果泡點(diǎn)壓力小于1bar，表明膜絲或組件存在漏點(diǎn)，需要將該組件送上修補(bǔ)工作臺(tái)進(jìn)行修補(bǔ)。2.壓力衰減法在膜組件中充滿水，使膜完全浸潤，膜絲所有孔中都充滿水。將產(chǎn)水閥門打開，濃水閥門關(guān)閉。